高速電磁兼容性與PCB的可控性設計

中心議題：

PCB的布線(xiàn)和布局技巧

PCB的設計技術(shù)

解決方案：

高速信號的傳輸線(xiàn)效應抑制方案

高速PCB的電磁兼容設計

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高速電路設計是一個(gè)非常復雜的設計過(guò)程，在進(jìn)行高速電路設計時(shí)有多個(gè)因素需要加以考慮，這些因素有時(shí)互相對立。如高速器件布局時(shí)位置靠近，雖可以減少延時(shí)，但可能產(chǎn)生串擾和顯著(zhù)的熱效應。因此在設計中，需權衡各因素，做出全面的折衷考慮;既滿(mǎn)足設計要求，又降低設計復雜度。本文從PCB的布線(xiàn)、布局及高速PCB的設計三個(gè)部分進(jìn)行分析，介紹高速PCB的可控性與電磁兼容性設計。

第一篇 PCB布線(xiàn)

在PCB設計中，布線(xiàn)是完成產(chǎn)品設計的重要步驟，可以說(shuō)前面的準備工作都是為它而做的，在整個(gè)PCB中，以布線(xiàn)的設計過(guò)程限定最高，技巧最細、工作量最大。PCB布線(xiàn)有單面布線(xiàn)、雙面布線(xiàn)及多層布線(xiàn)。布線(xiàn)的方式也有兩種：自動(dòng)布線(xiàn)及交互式布線(xiàn)，在自動(dòng)布線(xiàn)之前，可以用交互式預先對要求比較嚴格的線(xiàn)進(jìn)行布線(xiàn)，輸入端與輸出端的邊線(xiàn)應避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應加地線(xiàn)隔離，兩相鄰層的布線(xiàn)要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。

自動(dòng)布線(xiàn)的布通率，依賴(lài)于良好的布局，布線(xiàn)規則可以預先設定，包括走線(xiàn)的彎曲次數、導通孔的數目、步進(jìn)的數目等。一般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線(xiàn)，快速地把短線(xiàn)連通，然后進(jìn)行迷宮式布線(xiàn)，先把要布的連線(xiàn)進(jìn)行全局的布線(xiàn)路徑優(yōu)化，它可以根據需要斷開(kāi)已布的線(xiàn)。并試著(zhù)重新再布線(xiàn)，以改進(jìn)總體效果。

對目前高密度的PCB設計已感覺(jué)到貫通孔不太適應了，它浪費了許多寶貴的布線(xiàn)通道，為解決這一矛盾，出現了盲孔和埋孔技術(shù)，它不僅完成了導通孔的作用，還省出許多布線(xiàn)通道使布線(xiàn)過(guò)程完成得更加方便，更加流暢，更為完善，PCB 板的設計過(guò)程是一個(gè)復雜而又簡(jiǎn)單的過(guò)程，要想很好地掌握它，還需廣大電子工程設計人員去自已體會(huì )，才能得到其中的真諦。

1 電源、地線(xiàn)的處理

既使在整個(gè)PCB板中的布線(xiàn)完成得都很好，但由于電源、地線(xiàn)的考慮不周到而引起的干擾，會(huì )使產(chǎn)品的性能下降，有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對電、地線(xiàn)的布線(xiàn)要認真對待，把電、地線(xiàn)所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

對每個(gè)從事電子產(chǎn)品設計的工程人員來(lái)說(shuō)都明白地線(xiàn)與電源線(xiàn)之間噪音所產(chǎn)生的原因，現只對降低式抑制噪音作以表述：

(1)眾所周知的是在電源、地線(xiàn)之間加上去耦電容。

(2)盡量加寬電源、地線(xiàn)寬度，最好是地線(xiàn)比電源線(xiàn)寬，它們的關(guān)系是：地線(xiàn)>電源線(xiàn)>信號線(xiàn)，通常信號線(xiàn)寬為：0.2～0.3mm,最經(jīng)細寬度可達0.05～0.07mm,電源線(xiàn)為1.2～2.5 mm對數字電路的PCB可用寬的地導線(xiàn)組成一個(gè)回路, 即構成一個(gè)地網(wǎng)來(lái)使用(模擬電路的地不能這樣使用)

(3)用大面積銅層作地線(xiàn)用,在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線(xiàn)用?；蚴亲龀啥鄬影?，電源，地線(xiàn)各占用一層。

2 數字電路與模擬電路的共地處理

現在有許多PCB不再是單一功能電路(數字或模擬電路)，而是由數字電路和模擬電路混合構成的。因此在布線(xiàn)時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾問(wèn)題，特別是地線(xiàn)上的噪音干擾。

數字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，對信號線(xiàn)來(lái)說(shuō)，高頻的信號線(xiàn)盡可能遠離敏感的模擬電路器件，對地線(xiàn)來(lái)說(shuō)，整人PCB對外界只有一個(gè)結點(diǎn)，所以必須在PCB內部進(jìn)行處理數、模共地的問(wèn)題，而在板內部數字地和模擬地實(shí)際上是分開(kāi)的它們之間互不相連，只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數字地與模擬地有一點(diǎn)短接，請注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)。也有在PCB上不共地的，這由系統設計來(lái)決定。

3 信號線(xiàn)在在電(地)層的布線(xiàn)處理

信號線(xiàn)布在電(地)層上在多層印制板布線(xiàn)時(shí)，由于在信號線(xiàn)層沒(méi)有布完的線(xiàn)剩下已經(jīng)不多，再多加層數就會(huì )造成浪費也會(huì )給生產(chǎn)增加一定的工作量，成本也相應增加了，為解決這個(gè)矛盾，可以考慮在電(地)層上進(jìn)行布線(xiàn)。首先應考慮用電源層，其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。